Fotovoltaika s tepelným čerpadlem

Z jedné kilowatthodiny elektřiny více tepla

Tepelné čerpadlo získává většinu tepla z venkovního vzduchu. Z jedné kilowatthodiny elektřiny tak může do domu dodat čtyři i více kilowatthodin tepla. Elektrokotel by ze stejné elektřiny dodal přibližně jednu.

Účinnost čerpadla se během roku mění. V našem příkladu vychází sezónní topný faktor na 4,3: tolik tepla čerpadlo v průměru dodá z jedné kilowatthodiny elektřiny spotřebované na vytápění. Když tuto elektřinu vyrobí fotovoltaika, nemusíte ji kupovat ze sítě.

Dům, se kterým počítáme

Výrobu i spotřebu jsme spočítali po jednotlivých hodinách pro novostavbu u Brna. Dům obývá čtyřčlenná rodina, má podlahové vytápění, rekuperaci a tepelné čerpadlo vzduch–voda pro vytápění i ohřev vody.

Podlahová plocha: 150 m²
Tepelná ztráta: 4,5 kW
Fotovoltaika na jižní střeše: 10 kWp
Domácí baterie: 11 kWh

Za rok dům spotřebuje přibližně 6 250 kWh elektřiny. Z toho připadá 3 300 kWh na domácnost a větrání, 1 150 kWh na ohřev vody a 1 800 kWh na vytápění. Fotovoltaika vyrobí 10 500 kWh za rok.

Roční výroba je tedy vyšší než spotřeba. To ale samo o sobě nestačí: v zimě a v noci dům část elektřiny dokupuje, v létě jí má nadbytek. Proto záleží i na tom, kdy čerpadlo topí a ohřívá vodu.

Měsíční výroba fotovoltaiky a spotřeba domu: zimní nedostatek elektřiny střídají letní přebytky. — Sloupce ukazují spotřebu domu, žlutá plocha výrobu fotovoltaiky. Už v březnu a ještě v říjnu je měsíční výroba vyšší než spotřeba včetně vytápění.

Grafy vycházejí z hodinového modelu a průměru deseti modelových let. Letní chlazení ani provoz bazénu nejsou ve spotřebě započítány.

Ohřejte vodu, když svítí slunce

Teplou vodu potřebujete celý rok, ale čerpadlo ji nemusí ohřívat právě ve chvíli, kdy ji používáte. Zásobník o objemu 250 litrů umožňuje přesunout ohřev do poledních hodin. Voda zůstane připravená na večerní sprchování a čerpadlo využije elektřinu ze střechy.

Přes den bývá navíc venkovní vzduch teplejší než v noci, takže čerpadlu stačí na stejný ohřev méně elektřiny. V modelovém domě pokryje vlastní výroba od dubna do září téměř všechnu elektřinu na ohřev vody, za celý rok přibližně 80 %.

Na jaře a na podzim pomůže i podlahové vytápění

V lednu vyrobí fotovoltaika v našem příkladu 290 kWh a dům spotřebuje 870 kWh. V červenci je poměr opačný: výroba 1 420 kWh, spotřeba jen 320 kWh. Pro vytápění jsou proto zajímavé hlavně měsíce mezi zimou a létem.

V březnu spotřebuje dům včetně vytápění 600 kWh, zatímco fotovoltaika vyrobí 890 kWh. V říjnu je to 480 kWh spotřeby proti 650 kWh výroby. V březnu, dubnu a říjnu pokryje vlastní výroba přibližně tři čtvrtiny elektřiny na vytápění. Ani v těchto měsících ale výroba neodpovídá spotřebě v každé hodině — v březnu dům ještě dokoupí kolem 100 kWh ze sítě.

Další elektřinu ušetří vhodné řízení podlahového vytápění. Přes den čerpadlo využije přebytek z fotovoltaiky a dům předehřeje zhruba o jeden stupeň. Podlaha pak uvolňuje teplo večer i v noci a čerpadlo může zůstat déle vypnuté.

Dva slunečné dubnové dny: fotovoltaika napájí čerpadlo i dům a nabíjí baterii pro večerní a noční spotřebu. — Sloupce ukazují využití elektřiny v jednotlivých hodinách. Spodní pruh rozlišuje napájení ze sítě, z baterie a přímo ze slunce.

Graf zachycuje dva slunečné dubnové dny s nočním mrazem. První noc po zataženém dni dům ještě odebírá elektřinu ze sítě. Přes den fotovoltaika pokryje vytápění a ohřev vody a do poledne nabije baterii. Následujících 41 hodin funguje dům prakticky bez odběru ze sítě. Každý den přitom zbude přes 30 kWh pro další využití nebo dodávku do sítě.

Záleží na tepelné ztrátě i způsobu vytápění

Do podlahového vytápění stačí voda o teplotě 30–35 °C. Čerpadlo ji nemusí ohřívat tolik jako vodu pro radiátory, a spotřebuje proto méně elektřiny. Dobře zateplený dům navíc potřebuje méně tepla, takže mu fotovoltaika pomáhá i při slabší jarní a podzimní výrobě.

Pro srovnání jsme spočítali také dům s trojnásobnou tepelnou ztrátou a radiátory. Se stejnou fotovoltaikou by v březnu spotřeboval jen na provoz čerpadla přes 1 300 kWh — zhruba o polovinu víc, než elektrárna za měsíc vyrobí. Vlastní výroba by pokryla 35 % jeho roční spotřeby. U modelové novostavby je to 65 %.

Letní přebytky a zimní účty

Od listopadu do února fotovoltaika spotřebu domu nepokryje. Na tyto čtyři měsíce připadá přibližně 90 % veškeré elektřiny, kterou modelový dům za rok nakoupí. V létě naopak vznikají přebytky, které už domácí baterie nepojme. Za rok jich je přes 6 000 kWh. Část lze využít na chlazení domu nebo nabíjení auta.

Další možností je virtuální baterie. Přebytky dodáte do sítě a dodavatel je podle podmínek služby započte proti pozdějšímu odběru. V zimě tedy elektřinu ze sítě dál odebíráte, ale letní výroba vám může snížit účet. Dál se platí regulované složky ceny a poplatky za službu.

V našem příkladu jsou roční přebytky téměř třikrát větší než odběr ze sítě. Energie pro započtení je tak dostatek; při výběru služby záleží na tom, kolik přebytků a za jakých podmínek umožní dodavatel využít.

Samotná fotovoltaika snižuje nákup elektřiny o 31 %, s řízením čerpadla o 46 % a s domácí baterií o 65 %. Virtuální baterie ovlivňuje vyúčtování zbývajícího odběru. — Domácí baterie a řízení čerpadla snižují skutečný odběr ze sítě. Virtuální baterie ho už nesnižuje — žlutý pruh ukazuje zbývající odběr, proti kterému lze ve vyúčtování započíst letní přebytky.

Co přinese větší fotovoltaika

Větší elektrárna nemusí být úměrně dražší. Část nákladů na projekt, připojení, revizi a montáž je podobná u menší i větší sestavy. Rozdíl pak tvoří především další panely, konstrukce a případně větší baterie nebo střídač.

V naší nabídce vychází sestava 10 kWp s baterií 11,2 kWh zhruba o pětinu dráž než sestava 6,3 kWp s baterií 5 kWh. Získáte přitom přibližně o 60 % vyšší výkon a více než dvojnásobnou kapacitu baterie. Ceny obou sestav zahrnují montáž i DPH; najdete je v nabídce fotovoltaiky.

Větší výkon je užitečný hlavně v březnu, říjnu a za slunečných zimních dnů, kdy dům stále potřebuje vytápět. Letní výrobu navíc může využít například elektromobil.

Nabíjení auta z vlastní elektřiny

Elektromobil s nájezdem 12 000 km ročně spotřebuje přibližně 2 000 kWh. Když stojí přes den doma, může ho domácí nabíjecí stanice nabíjet z přebytků fotovoltaiky.

Počítáme s autem, které je doma tři dny v týdnu. Fotovoltaika 10 kWp v takovém případě pokryje přibližně 60 % roční spotřeby na nabíjení, od dubna do září téměř všechnu. Dům i s autem pak ze sítě nakoupí necelých 3 000 kWh ročně místo 8 300 kWh bez fotovoltaiky.

Srovnání měsíční výroby fotovoltaiky 6,3 a 10 kWp se spotřebou domu včetně elektromobilu. — Tmavší žlutá plocha představuje výrobu sestavy 6,3 kWp, světlejší sestavy 10 kWp. Ve sloupcích je spotřeba domu včetně nabíjení auta.

S autem se rozdíl mezi sestavami projeví ještě výrazněji. Fotovoltaika 10 kWp vyrobí za rok 10 500 kWh proti spotřebě domu a auta 8 300 kWh. Měsíční výroba převyšuje spotřebu osm měsíců v roce. U sestavy 6,3 kWp je to šest měsíců a roční výroba už na celkovou spotřebu nestačí.

Menší závislost na cenách elektřiny a záloha při výpadku

Čím více elektřiny si vyrobíte a sami spotřebujete, tím menší část účtu závisí na cenách ze sítě. Modelový dům si pokryje vlastní výrobou přibližně dvě třetiny spotřeby. To se projeví nejen na účtech, ale i v menší závislosti na budoucím zdražování.

Hybridní střídač s baterií může také zálohovat vybrané okruhy při výpadku sítě. Lednice, světla, oběhová čerpadla nebo řízení domu tak zůstanou v provozu. Zálohu navrhneme podle toho, co potřebujete napájet; pro provoz tepelného čerpadla musí mít odpovídající výkon i kapacitu.

Techniku domu navrhneme společně

Samotná fotovoltaika v našem příkladu sníží nákup elektřiny o 31 %. Když se čerpadlo řídí podle výroby, je to 46 %, s domácí baterií 65 %. Rozdíl tedy dělá i způsob, jakým spolu zařízení pracují.

Při návrhu propojíme výkon čerpadla, velikost zásobníku, fotovoltaiku, baterii i řízení vytápění. Zohledníme, kdy jste doma, kolik potřebujete teplé vody a zda budete nabíjet auto. V Domostylu vám navrhneme a namontujeme tepelné čerpadlo, fotovoltaiku, rekuperaci i podlahové vytápění tak, aby spolu dobře fungovaly.

Navigace